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复杂动态环境下智能汽车局部路径规划与跟踪算法研究
| 题名： | 复杂动态环境下智能汽车局部路径规划与跟踪算法研究 |
| 正文语种： | 中文 |
| 作者： | 张智能;李以农;余颖弘;张紫微;郑玲 |
| 作者单位： | 重庆大学机械与运载工程学院;上海汽车集团股份有限公司 |
| 关键词： | 汽车工程;路径规划;粒子群优化;路径跟踪;智能汽车;分数阶PID |
| 摘要： | 路径规划及路径跟踪控制是智能汽车研究的关键技术，而复杂、时变的交通环境给智能汽车的路径规划与跟踪提出严苛要求。针对现有局部路径规划方法只适用于较为简单的工况，无法应对多车道、多静/动态障碍等复杂工况的问题，提出一种基于离散优化思想的动态路径规划算法。该算法利用样条曲线曲率变化均匀的特性，在s-ρ曲线坐标系中生成了一组参数化候选路径簇；考虑动态碰撞安全影响，在碰撞带约束下结合道路法规限制及车辆动态安全要求，规划车辆速度；此外，综合考虑静态安全性、舒适性、目标车道、道路占用率等影响因素，以选择最优路径。在路径跟踪层面，基于预瞄理论设计鲁棒性好、跟踪精度高的分数阶PID路径跟踪控制器，以跟踪误差最小为目标，采用粒子群优化算法对分数阶PID控制器参数进行整定。最后，基于Simulink/CarSim建立联合仿真平台，设计多车道，多静/动态障碍的复杂工况以验证该算法的有效性。研究结果表明：由于在评价函数中引入动态安全评价指标、目标车道评价指标以及道路占用率指标，极大地提升了规划器性能，使车辆在行驶过程中根据驾驶环境自主调整速度，降低换道次数，从而保证智能汽车的主动安全性能，提升了通行效率，使该算法能够较好地处理复杂动态环境下的避障问题。 |
| 期刊名称： | 中国公路学报 |
| 出版年： | 2022 |
| 期： | 09 |
| 页码： | 372-386 |
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